(57)【要約】      （修正有）【課題】右足先を回転させたり平行移動させたりする運転者のペダル踏み替え動作を正確に判定することができる動作計測装置および動作計測プログラムを提供する。【解決手段】動作計測装置１０は、コンピュータ１２を含み、コンピュータ１２は、運転者の右足先に装着された足部センサ１６から送信される角速度データおよび加速度データを受信する。コンピュータ１２は、角速度データが示す角速度が閾値Ａ以上または閾値Ｄ以下になると、当該角速度の時間変化の波形を正方向の波形と負方向の波形とに分けて積分する。一方の積分値がほぼ０である場合には、それらの積分値から運転者の右足の踏み替え動作を判定する。しかし、両方の積分値がほぼ０である場合やいずれも積分値がほぼ０でない場合には、角速度が閾値Ａ以上または閾値Ｄ以下である時間帯Ｔにおける加速度データが示す加速度の時間変化を２階積分した積分値から運転者の右足の踏み替え動作を判定する。【選択図】図１
2010190929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の運転動作を計測する動作計測装置であって、
運転者の右足先の左右方向への回転動作に対応する角速度を検出する第１動き検出手段、
前記運転者の右足先の左右方向への平行移動に対応する加速度を検出する第２動き検出手段、
前記第１動き検出手段によって検出された角速度の時間変化を積分する角速度積分手段、
前記角速度積分手段による積分結果が０またはほぼ０を示すかどうかを判断する角速度積分値判断手段、
前記角速度積分値判断手段によって前記角速度積分手段の積分結果が０またはほぼ０を示さないと判断されたとき、前記第１動き検出手段によって検出された角速度に基づいて前記運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第１動作判定手段、および
前記角速度積分値判断手段によって前記角速度積分手段の積分結果が０またはほぼ０を示すと判断されたとき、前記第２動き検出手段によって検出された加速度に基づいて前記運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第２動作判定手段を備える、動作計測装置。
【請求項２】
前記第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する角速度大きさ判断手段をさらに備え、
前記角速度積分手段は、前記角速度大きさ判断手段によって前記第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が所定値以上であることが判断されたとき、当該角速度の時間変化を積分する、請求項１記載の動作計測装置。
【請求項３】
前記角速度積分手段は、前記第１動き検出手段によって検出された角速度の時間変化を、正方向の波形および負方向の波形に分けて積分し、
前記第１動作判定手段は、前記正方向の波形の積分結果と前記負方向の波形の積分結果とから前記運転者によるペダル踏み替え動作を判定する、請求項１または２記載の動作計測装置。
【請求項４】
前記第２動き検出手段によって検出された加速度の時間変化を２階積分する２階積分手段をさらに備え、
前記第２動作判定手段は、前記２階積分手段の２階積分の結果に基づいて、ペダル踏み替え動作を判定する、請求項１ないし３のいずれかに記載の動作計測装置。
【請求項５】
前記２階積分手段は、前記第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が前記所定値以上である時間帯において前記第２動き検出手段によって検出された加速度の時間変化を２階積分する、請求項４記載の動作計測装置。
【請求項６】
自動車の運転動作を計測する動作計測装置のコンピュータにおいて実行される動作計測プログラムであって、
前記コンピュータに、
運転者の右足先の左右方向への回転動作に対応する角速度を検出する第１動き検出ステップ、
前記運転者の右足先の左右方向への平行移動に対応する加速度を検出する第２動き検出ステップ、
前記第１動き検出ステップによって検出された角速度の時間変化を積分する角速度積分ステップ、
前記角速度積分ステップによる積分結果が０またはほぼ０を示すかどうかを判断する角速度積分値判断ステップ、
前記角速度積分値判断ステップによって前記角速度積分ステップの積分結果が０またはほぼ０を示さないと判断されたとき、前記第１動き検出ステップによって検出された角速度に基づいて前記運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第１動作判定ステップ、および
前記角速度積分値判断ステップによって前記角速度積分ステップの積分結果が０またはほぼ０を示すと判断されたとき、前記第２動き検出ステップによって検出された加速度に基づいて前記運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第２動作判定ステップを実行させる、動作計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は動作計測装置および動作計測プログラムに関し、特にたとえば、自動車を運転する運転者の頭部や足の動きを計測する、動作計測装置および動作計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動作計測装置の一例が非特許文献１に開示される。この非特許文献１の運転者挙動計測装置では、運転者の右足つま先と頭部とにジャイロセンサを装着し、ジャイロセンサからの角速度データに基づいて、運転者の首振り確認動作や運転者のブレーキペダルへの右足の移動を計測する。これにより、たとえば、見通しが悪く信号機の設置されていない交差点のような事故多発地点において、危険予防運転動作が行われているかどうかが判断される。
【非特許文献１】社団法人  電子情報通信学会  信学技法  「無線ジャイロセンサを用いた無信号交差点における運転者挙動計測の試み」  多田  昌裕，鳥山  朋二，岡田  昌也，坂本  龍哉，納谷  太，野間  春生，蓮花  一己，小暮  潔
【０００３】
また、この種の動作計測装置の他の例が特許文献１に開示されている。この特許文献１のコマンド入力装置は、加速度センサまたは／および角速度センサの出力の時間的変化のパターンを検出し、予め登録されたパターンと一致する場合に、当該パターンに対応するコマンドを出力する。
【特許文献１】特開２００８−７７１９２号［G06F 3/041]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者の場合には、ジャイロセンサを用いているため、運転者が右足のかかとを中心に、右足先を回転させるようにして、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み替え動作を行う場合には、ジャイロセンサの出力からアクセスペダルやブレーキペダルに右足を移動させたことを検出することができる。しかし、運転者が右足のかかとを床から浮かして左右に平行移動させるようにして、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み替え動作を行う場合には、ジャイロセンサの出力からは、右足の平行移動に伴う揺らぎを捉えるだけで、アクセルペダルからブレーキペダルへの右足の踏み替え動作、またはその逆方向への右足の踏み替え動作を検出することができないという問題がある。
【０００５】
そこで、後者のように、加速度センサおよびジャイロセンサを備えるセンサの出力に基づいて、より細かい動きを検出可能にすることも考えられるが、センサ出力の時間的変化のパターンが予め登録してあるパターンに一致するか否かを判断するための計算が複雑である。また、センサの取り付け位置などによって、センサ出力の時間的変化のパターンにばらつきが発生してしまうため、予め登録するパターンを増やすか、右足先に取り付けるセンサの取り付け位置をたとえば足首から所定長さになるように固定的に決定する必要があり、汎用性に欠けるという問題もある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、動作計測装置および動作計測プログラムを提供することである。
【０００７】
また、この発明の他の目的は、運転者の右足の踏み替え動作を正しく計測できる、動作計測装置および動作計測プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
【０００９】
第１の発明は、自動車の運転動作を計測する動作計測装置であって、運転者の右足先の左右方向への回転動作に対応する角速度を検出する第１動き検出手段、運転者の右足先の左右方向への平行移動に対応する加速度を検出する第２動き検出手段、第１動き検出手段によって検出された角速度の時間変化を積分する角速度積分手段、角速度積分手段による積分結果が０またはほぼ０を示すかどうかを判断する角速度積分値判断手段、角速度積分値判断手段によって角速度積分手段の積分結果が０またはほぼ０を示さないと判断されたとき、第１動き検出手段によって検出された角速度に基づいて運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第１動作判定手段、および角速度積分値判断手段によって角速度積分手段の積分結果が０またはほぼ０を示すと判断されたとき、第２動き検出手段によって検出された加速度に基づいて運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第２動作判定手段を備える、動作計測装置である。
【００１０】
第１の発明では、動作計測装置（１０）は、自動車の運転動作を計測する。第１動き検出手段（１２，１６ａ）は、運転者の右足先の左右方向への回転動作に対応する角速度を検出する。また、第２動き検出手段（１２，１６ｃ）は、運転者の右足先の左右方向への平行移動に対応する加速度を検出する。角速度積分手段（１２，Ｓ９，Ｓ１３，Ｓ５９，Ｓ６３）は、第１動き検出手段によって検出された角速度の時間変化を積分する。角速度積分値判断手段（１２，Ｓ１１，Ｓ１５，Ｓ６１，Ｓ６５）は、角速度積分手段による積分結果が０またはほぼ０を示すかどうかを判断する。第１動作判定手段（１２，Ｓ２７，Ｓ７７）は、角速度積分値判断手段によって角速度積分手段による積分結果が０またはほぼ０を示さないと判断されたとき（Ｓ１１およびＳ１５で“ＹＥＳ”，Ｓ６１およびＳ６５で“ＹＥＳ”）、第１動き検出手段によって検出された角速度に基づいて運転者によるペダル踏み替え動作を判定する。一方、第２動作判定手段（１２，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ７５，Ｓ７７）は、角速度積分値判断手段によって角速度積分手段による積分結果が０またはほぼ０を示すと判断されたとき（Ｓ１１で“ＹＥＳ”かつＳ１５で“ＮＯ”，Ｓ６１で“ＹＥＳ”かつＳ６５で“ＮＯ”）、第２動き検出手段によって検出された加速度に基づいて運転者によるペダル踏み替え動作を判定する。
【００１１】
第１の発明によれば、角速度および加速度を使い分けて運転者の右足の踏み替え動作を判定するので、かかとを中心に右足先を回転させたり、右足のかかとを浮かして左右に平行移動させたりして、ペダルを踏み替える動作を、正確に判定することができる。
【００１２】
第２の発明は第１の発明に従属し、第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する角速度大きさ判断手段をさらに備え、角速度積分手段は、角速度大きさ判断手段によって第１動き検出手段によって検出された角速度が所定値以上であることが判断されたとき、当該角速度の時間変化を積分する。
【００１３】
第２の発明では、角速度大きさ判断手段（１２，Ｓ３，Ｓ５３）は、第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が所定値（閾値Ａ，Ｄ）以上であるか否かを判断する。つまり、右足に動きがあるかどうかを判断するのである。角速度積分手段は、角速度大きさ判断手段によって角速度の絶対値が所定値以上であることが判断されたとき（Ｓ３，Ｓ５３で“ＹＥＳ”）、当該角速度の時間変化を積分する。
【００１４】
第２の発明によれば、角速度の絶対値が所定値以上であり、右足が動いたと思われる場合にのみ、角速度を積分し、右足の踏み替え動作を判定するので、無駄な計算処理を省くことができる。
【００１５】
第３の発明は第１または第２の発明に従属し、角速度積分手段は、第１動き検出手段によって検出された角速度の時間変化を、正方向の波形および負方向の波形に分けて積分し、第１動作判定手段は、正方向の波形の積分結果と負方向の波形の積分結果とから運転者によるペダル踏み替え動作を判定する。
【００１６】
第３の発明では、角速度積分手段は、第１動き検出手段によって検出された角速度の時間変化を正方向の波形および負方向の波形に分けて積分する。つまり、右回転と左回転とに分けて角速度の時間変化が積分される。第１動作判定手段は、正方向の波形の積分結果と負方向の波形の積分結果とから運転者によるペダル踏み替え動作を判定する。つまり、いずれか一方の積分結果が０またはほぼ０であれば、他方の積分結果についての波形が示す方向に右足が回転されたことが分かる。
【００１７】
第３の発明によれば、角速度を正方向の波形と負方向の波形とに分けて積分した積分結果に基づいてペダル踏み替え動作を判定するので、簡単かつ正確に判定することができる。
【００１８】
第４の発明は、第１ないし第３の発明のいずれかに従属し、第２動き検出手段によって検出された加速度の時間変化を２階積分する２階積分手段をさらに備え、第２動作判定手段は、２階積分手段の２階積分の結果に基づいて、ペダル踏み替え動作を判定する。
【００１９】
第４の発明では、２階積分手段（１２，Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ７１，Ｓ７３）は、第２動き検出手段によって検出された加速度の時間変化を２階積分する。これにより、右足の移動方向と移動量とが分かる。したがって、第２動作判定手段は、２階積分の結果に基づいて、ペダル踏み替えの動作を判定する。
【００２０】
第４の発明よれば、加速度を２階積分することにより、右足の移動量および移動方向を知ることができるので、ペダル踏み替えの動作を簡単かつ正確に判定することができる。
【００２１】
第５の発明は、第４の発明に従属し、２階積分手段は、第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が所定値以上である時間帯において第２動き検出手段によって検出された加速度の時間変化を２階積分する。
【００２２】
第５の発明では、２階積分手段は、第１動き検出手段によって検出された角速度の絶対値が所定値以上である時間帯（Ｔ）において検出された加速度の時間変化を２階積分する。つまり、右足が継続的に動いていると考えられる時間帯の加速度の時間変化が積分される。
【００２３】
第５の発明によれば、右足が継続的に動いていると考えられる時間帯の加速度の時間変化を積分するので、無駄な計算処理が省略される。
【００２４】
第６の発明は、自動車の運転動作を計測する動作計測装置のコンピュータにおいて実行される動作計測プログラムであって、コンピュータに、運転者の右足先の左右方向への回転動作に対応する角速度を検出する第１動き検出ステップ、運転者の右足先の左右方向への平行移動に対応する加速度を検出する第２動き検出ステップ、第１動き検出ステップによって検出された角速度の時間変化を積分する角速度積分ステップ、角速度積分ステップによる積分結果が０またはほぼ０を示すかどうかを判断する角速度積分値判断ステップ、角速度積分値判断ステップによって角速度積分ステップの積分結果が０またはほぼ０を示さないと判断されたとき、第１動き検出ステップによって検出された角速度に基づいて運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第１動作判定ステップ、および角速度積分値判断ステップによって角速度積分ステップの積分結果が０またはほぼ０を示すと判断されたとき、第２動き検出ステップによって検出された加速度に基づいて運転者によるペダル踏み替え動作を判定する第２動作判定ステップを備える、動作計測プログラムである。
【００２５】
第６の発明においても、第１の発明と同様に、ペダルを踏み替える動作を、正確に判定することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、角速度および加速度を使い分けて運転者の右足の踏み替え動作を判定するので、かかとを中心に右足先を回転させたり、右足のかかとを浮かして左右に平行移動させたりして、ペダルを踏み替える動作を、正確に判定することができる。
【００２７】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１はこの発明の一実施例の動作計測装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示す頭部センサの装着状態を示す図解図である。
【図３】図３は図１に示す足部センサの装着状態および角速度センサによって検出される角速度の方向を示す図解図である。
【図４】図４は図１に示す足部センサの装着状態および加速度センサによって検出される加速度の方向を示す図解図である。
【図５】図５は運転者が右足のかかとを軸にして右足首を回転させてアクセルペダルからブレーキペダルに右足を踏み替える動作を説明するための図解図である。
【図６】図６は運転者が右足を床から浮かせて右足を平行移動させてアクセルペダルからブレーキペダルに右足を踏み替える動作を説明するための図解図である。
【図７】図７は運転者が右足のかかとを軸にして右足首を回転させてアクセルペダルからブレーキペダルに右足を踏み替える動作を行った場合の角速度の時間変化を示す波形図である。
【図８】図８は運転者が右足のかかとを床から浮かせて平行移動させてアクセルペダルからブレーキペダルに右足を踏み替える動作を行った場合の角速度の時間変化を示す波形図である。
【図９】図９は図７に示す角速度の時間変化を積分した積分値の時間変化を示す波形図である。
【図１０】図１０は図８に示す角速度の時間変化を積分した積分値の時間変化を示す波形図である。
【図１１】図１１は図８に示す場合における加速度の時間変化を示す波形図である。
【図１２】図１２は図１に示すコンピュータに内蔵されるメモリのメモリマップを示す図解図である。
【図１３】図１３は図１に示すコンピュータのブレーキへの踏み替え判定処理の一部を示すフロー図である。
【図１４】図１４は図１に示すコンピュータのブレーキへの踏み替え判定処理の他の一部であって、図１３に後続するフロー図である。
【図１５】図１５は図１１に示す加速度の時間変化を積分した積分値の時間変化を示す波形図である。
【図１６】図１６は図１５に示す積分値の時間変化をさらに積分した積分値の時間変化を示す波形図である。
【図１７】図１７は図１に示すコンピュータのアクセルへの踏み替え判定処理の一部を示すフロー図である。
【図１８】図１８は図１に示すコンピュータのアクセルへの踏み替え判定処理の他の一部であって、図１７に後続するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１を参照して、この実施例の動作計測装置１０は、自動車の運転動作を計測（検出）するものであり、データ計測を行うためのコンピュータ１２を含む。コンピュータ１２としては、この実施例では、ＰＤＡ（携帯情報端末）が用いられるが、他の実施例では、パーソナルコンピュータ、自動車の電子制御ユニットのコンピュータ、カーナビゲーションシステムのコンピュータなどであってもよい。
【００３０】
また、動作計測装置１０は、頭部センサ１４および足部センサ１６を含む。頭部センサ１４は、運転者の頭部の動きを検出する動き検出手段であり、角速度センサ１４ａを含む。足部センサ１６は、運転者の右足先の動きを検出する動き検出手段であり、角速度センサ１６ａおよび加速度センサ１６ｃを含む。
【００３１】
頭部センサ１４を構成する角速度センサ１４ａは、少なくとも１軸の角速度を検出可能なものが使用されればよい。したがって、角速度センサ１４ａとしては、１軸角速度センサ、２軸角速度センサまたは３軸角速度センサが使用され得る。この角速度センサ１４ａは、所定周期（たとえば１００Ｈｚ）で（一定時間ごとに）所定軸回りの角速度を検出する。また、頭部センサ１４は無線通信モジュール１４ｂを備えており、この無線通信モジュール１４ｂは、角速度センサ１４ａによって検出された角速度データを、一定時間ごとにまたは所定のタイミングでコンピュータ１２に送信する。この実施例では、頭部センサ１４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような近距離無線通信によってコンピュータ１２との間でデータを送受信する。
【００３２】
なお、この実施例では、頭部センサ１４（後述する足部センサ１６も同じ）は、無線によってコンピュータ１２と通信可能に接続されるようにしてあるが、有線でコンピュータ１２に接続されもよい。ただし、運転者の運転操作を妨げないようにするために、無線で接続されるのが望ましい。
【００３３】
足部センサ１６を構成する角速度センサ１６ａは、上述した頭部センサ１４を構成する角速度センサ１４ａと同じである。また、この足部センサ１６も上述した無線通信モジュール１４ｂと同じ無線通信モジュール１６ｂを含み、コンピュータ１２との間で無線通信可能に接続される。さらに、足部センサ１６を構成する加速度センサ１６ｃは、少なくとも１軸の加速度を検出可能なものが使用されればよい。したがって、１軸加速度センサ、２軸加速度センサまたは３軸加速度センサが使用され得る。また、加速度センサ１６は、所定周期（たとえば１００Ｈｚ）で（一定時間ごとに）所定軸方向の加速度を検出する。したがって、この足部センサ１６では、無線通信モジュール１６ｂは、一定時間ごとにまたは所定タイミングで、角速度データおよび加速度データをコンピュータ１２に送信する。
【００３４】
このような構成の動作計測装置１０では、頭部センサ１４は、運転者の目視確認の動作を検出するために、運転者の頭部に装着される。左右への目視確認動作の際には、眼球だけが動くことはなく、一般的には多少なりとも頭部にも動きが生じる。そのため、頭部の動きを計測することで、視線方向の変化を運転者にさほど負荷をかけることなく推測することが可能となる。
【００３５】
この実施例では、頭部への装着を簡単にするために、図２に示すように、帽子２０が使用されており、頭部センサ１４は帽子２０のたとえば鍔の部分に取り付けられる。図２は帽子２０を上から見た図解図である。この頭部センサ１４は、少なくとも鉛直方向軸回りの回転に応じた角速度を角速度センサ１４ａで検出するように、帽子２０に取り付けられる。この頭部センサ１４の取り付けられた帽子２０を運転者が被れば、運転者の頭部の左右方向への回転（旋回）に応じたか角速度を計測することができる。つまり、運転者の頭部の回転すなわち目視確認動作を検出・計測することができる。
【００３６】
図２に示すような頭部センサ１の装着状態では、角速度センサ１４ａは、鉛直方向軸回りの角速度の検出方向については、図２で反時計回りが正方向に、時計回りが負方向に設定されている。帽子２０を被った運転者が左方向を向けば正の角速度が検出され、右方向を向けば負の角速度が検出される。したがって、コンピュータ１２では、頭部センサ１４から送信される角速度データを解析することによって、運転者が左右に顔を向けたか否か、つまり左右への目視確認動作を行ったか否かを判定することができる。
【００３７】
なお、頭部センサ１４は、たとえばヘアバンドなど他の方法で頭部に装着（固定）されてよい。
【００３８】
足部センサ１６は、主として、運転者のブレーキの構えを検出するために、図３および図４に示すように、運転者の右足先に装着される。ブレーキの構えは、運転者が危険を予測しているか否か、万一の場合への備えができているか否かを知るための指標になり得ると考えられるので、足部センサ１６を右足先に装着することによって、ブレーキの構えの計測を可能にする。
【００３９】
図３および図４に示すように、足部センサ１６は、たとえばバンド２２を用いて運転者の右足先（右足の甲）に取り付けられる。ただし、足部センサ１６は、他の方法で右足先に装着されてもよく、たとえば運転用靴のつま先の部分に足部センサ１６を内蔵させるようにしてもよい。
【００４０】
また、図３および図４は、運転者から見た足部センサ１６を示している。足部センサ１６は、少なくとも鉛直方向軸周りの回転に応じた角速度を角速度センサ１６ａによって検出し、かつ少なくとも鉛直方向軸と直交し、図面の横（左右）方向の加速度を加速度センサ１６ｃによって検出するように、運転者の右足先に装着される。この実施例では、図３に示すように、角速度センサ１６ａは、鉛直方向軸回りの角速度の検出方向については、図３で反時計回り（左周り）が正方向に、時計回り（右周り）が負方向に設定される。また、この実施例では、図４に示すように、加速度センサ１６は、図４で左方向が正方向に、右方向が負方向に設定される。
【００４１】
自動車の走行中には、図３および図４に示すように、運転者の右足はアクセルペダル２４上に置かれる。ブレーキの構えをしたり、減速をしたりする場合、図５および図６に示すように、運転者の右足はブレーキペダル２６側に移動され、その後、速度を維持したり加速する場合には、図３および図４に示すように、右足はアクセルペダル２４側に戻される。
【００４２】
図５には、運転者が右足のかかとを床について、このかかとを軸として右足首を回転させることにより、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６に右足を移動させる例が示され、図６には、運転者が右足のかかとを浮かせて水平方向に右足を移動させることにより、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６に右足を移動させる例が示される。
【００４３】
ここで、図５に示すように、右足首を回転させる運転者の場合には、角速度センサ１６ａの出力に基づいて右足先の回転を検出することによって、運転者がブレーキの構えを行っているか否かを判定することができる。一方、図６に示すように、右足を浮かせて水平方向に移動させる運転者の場合には、加速度センサ１６ｃの出力に基づいて右足先（右足）の移動を検出することによって、運転者がブレーキの構えを行っているか否かを判定することができる。
【００４４】
しかし、運転者によって、ブレーキの構えを行う右足の動きが異なり、また、場合によっては、同じ運転者であっても、ブレーキの構えを行う右足の動きがブレーキの構えを行う毎に異なることもあるため、角速度センサ１６ａの出力または加速度センサ１６ｃの出力のいずれか一方に固定してブレーキの構えを行ったか否かを判定するのは困難である。
【００４５】
図７は、運転者が、右足首を回転させることにより、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６に右足を移動させた場合に、角速度センサ１６ａで検出される角速度の時間変化を示すグラフである。また、図８は、運転者が、右足を浮かせて水平方向に移動させることにより、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６に右足を移動させた場合に、角速度センサ１６ａで検出される角速度の時間変化を示すグラフである。
【００４６】
ただし、図７および図８において、横軸が経過時間（ｓ）を示し、縦軸が角速度（ｄｅｇ／ｓ）を示す。また、図３を用いて説明したように、左回転が生じた場合には、角速度は正の値（アクセルペダル２４からブレーキペダル２６へ移動する際の動き）を示し、右回転が生じた場合には、角速度は負の値（ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４へ移動する際の動き）を示す。
【００４７】
右足首を回転させる場合には、右足のかかとを床につけた状態で、かかとを支点（軸）とした単純な回転運動となるため、図７から分かるように、角速度センサ１６ａによって、正の値の角速度がきれいに計測されている。この図７に示す角速度を積分した場合の積分値（度）の時間変化が図９に示される。図９から分かるように、左回転方向に約２５度の回転運動が計測されている。つまり、図７に示すように、一方向に大きく突出した角速度の変化が得られる場合には、単純な積分によって回転角度を求め、ペダルの踏み替え動作が生起したことが分かる。図７および図９に示す例では、左方向への回転運動が正確に検出される。
【００４８】
しかし、右足を浮かせてペダルの踏み替えを行う場合には、右足は回転動作ではなく、平行移動となるため、角速度センサ１６ａは、右足の揺らぎに伴う角速度を検出することになる。このため、たとえば、図８に示すような角速度の時間変化が計測される。この図８に示す角速度を積分した場合の積分値（度）の時間変化が図１０に示される。図１０に示すように、図８に示したような角速度の時間変化を積分すると、その積分値は最終的に０に収束するため、ペダルの踏み替え動作が行われたことが分かっても、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６に右足を移動させたのか、ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４に右足を移動させたのかを判別することができない。
【００４９】
このため、この実施例では、運転者が足を浮かせて平行移動させる場合には、加速度センサ１６ｃで検出される加速度に基づいてペダルの踏み替え動作を判定するようにしてある。
【００５０】
図１１は、図８に示す角速度の時間変化を検出したときの運転者の右足の動きを加速度センサ１６ｃで検出した場合の加速度の時間変化を示すグラフである。図１１において、横軸は経過時間（ｓ）であり、縦軸は加速度（ｍＧ）である。ただし、Ｇは重力加速度（１Ｇ＝９．８ｍ／ｓ２）である。図１１を見ると、運転者がアクセルペダル２４からブレーキペダル２６へ右足を踏み替える際には、右足が左方向に加速しながら移動し、その後、減速して静止していることが分かる。ただし、図８と図１１とを見比べると、加速度の時間変化は角速度の時間変化よりもノイズが多いことが分かる。
【００５１】
そこで、この実施例では、まず右足の動きが生じた時点を角速度の時間変化に基づいて検出し、角速度の波形が、図７に示したように、正の方向に突出している場合および負の方向に突出している場合（図示せず）には、角速度の時間変化の積分値だけでペダルの踏み替え動作を判定（検出）する。また、角速度の波形が、図８に示したように、正の方向および負の方向の両方に突出し、角速度に基づいていずれのペダルに足を踏み替えたのかを判定することができない場合には、その時点における加速度の時間変化を用いてペダルの踏み替え動作を判定（検出）する。
【００５２】
なお、図示は省略するが、ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４に右足を踏み替える場合には、右足の回転方向ないし移動方向は、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６に右足を踏み替える場合と逆になるため、図７−図１１に示した波形図を、縦軸の０を通る横線を中心として上下反転したような波形図となる。
【００５３】
図１２は図１に示したコンピュータ１２内のメモリ（ハードディスクまたはラム）のメモリマップ４０の一例を示す。図１２に示すように、メモリはプログラム記憶領域４２およびデータ記憶領域４４を含む。プログラム記憶領域４２は、動作計測プログラムを記憶し、この動作計測プログラムは、角速度検出プログラム４２ａ、加速度検出プログラム４２ｂ、積分処理プログラム４２ｃおよび踏み替え動作判定プログラム４２ｄなどによって構成される。
【００５４】
角速度検出プログラム４２ａは、足部センサ１６から送信される角速度データを受信して、時系列に従ってデータ記憶領域４４に記憶するためのプログラムである。加速度検出プログラム４２ｂは、足部センサ１６から送信される加速度データを受信して、時系列に従ってデータ記憶領域４４に記憶するためのプログラムである。積分処理プログラム４２ｃは、角速度データが示す角速度の時間変化を積分（正の値を持つデータを積算または負の値を持つデータを積算）したり、加速度データが示す加速度の時間変化を積分したり、さらに、積分された加速度の時間変化を積分したりするためのプログラムである。踏み替え動作判定プログラム４２ｄは、積分処理プログラム４２ｃの積分結果に基づいて、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６への踏み替え動作またはブレーキペダル２６からアクセルペダル２４への踏み替え動作を判定するためのプログラムである。
【００５５】
なお、図示は省略するが、動作計測プログラムは、頭部の動きを判定するためのプログラムなども含む。また、この実施例では、ペダルの踏み替え動作を検出するようにしてあるため、頭部センサ１４から送信される角速度データおよび加速度データについては省略してあるが、これらも角速度検出プログラム４２ａおよび加速度検出プログラム４２ｂに従って検出される。ただし、頭部センサ１４と足部センサ１６とを識別可能に、角速度データおよび加速度データはそれぞれ記憶される。
【００５６】
データ記憶領域４４には、角速度データ４４ａ、加速度データ４４ｂ、閾値データ４４ｃおよび判定結果データ４４ｄなどが記憶される。角速度データ４４ａは、上述の角速度検出プログラム４２ａに従って検出された角速度データである。加速度データ４４ｂは、上述の加速度検出プログラム４２ｂに従って検出された加速度データである。
【００５７】
閾値データ４４ｃは、右足が左方向へ動いたかどうかを判定するための閾値Ａ、角速度によるペダルの踏み替えを判定するための閾値Ｂ、加速度によるペダルの踏み替えを判定するための閾値Ｃ、および右足が右方向へ動いたかどうかを判定するための閾値Ｄのそれぞれについての数値データである。判定結果データ４４ｄは、ペダルの踏み替えを判定した結果、すなわちアクセルペダル２４からブレーキペダル２６に足を踏み替えたこと、およびブレーキペダル２６からアクセルペダル２４に足を踏み替えたことの別（情報）とその時間（現在時刻）とを示すデータである。
【００５８】
なお、図示は省略するが、データ記憶領域４４には、他のデータが記憶されたり、プログラムの実行に必要なフラグやカウンタ（タイマ）が設けられたりする。
【００５９】
具体的には、図１に示したコンピュータ１２（ＣＰＵ）が図１３および図１４に示すフロー図に従ってブレーキへの踏み替え判定処理を実行する。また、図１７および図１８に示すフロー図に従ってアクセルへの踏み替え判定処理を実行する。つまり、コンピュータ１２は、これらの判定処理をマルチタスクで実行する。
【００６０】
図１３に示すように、コンピュータ１２はブレーキへの踏み替え判定処理を開始すると、ステップＳ１で、角速度データを検出する。この実施例では、コンピュータ１２は、足部センサ１６から送信される角速度データを受信して、データ記憶領域４４に記憶する。
【００６１】
続くステップＳ３では、ステップＳ１で検出した角速度データが示す角速度が一定の閾値Ａ（たとえば、１０ｄｅｇ／ｓ）以上であるかどうかを判断する。つまり、右足に左方向への動きがあるかどうかを判断するのである。ステップＳ３で“ＮＯ”であれば、つまり角速度が閾値Ａ未満であれば、そのままステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３で“ＹＥＳ”であれば、つまり角速度が閾値Ａ以上であれば、ステップＳ５で、角速度データに閾値Ａ以上の値が継続的（この実施例では、０．５秒以上）に現われている時間帯Ｔを検知し、ステップＳ７で、時間帯Ｔの角速度データを切り出す。
【００６２】
次のステップＳ９では、切り出した角速度データのうち、正の値を持つデータのみを積算する。つまり、時間帯Ｔの角速度データが示す角速度の正方向の波形について、積分処理が実行される。続いて、ステップＳ１１では、正の値を持つデータの積算値が閾値Ｂ（この実施例では、６ｄｅｇ）以上であるかどうかを判断する。ステップＳ１１で“ＮＯ”であれば、つまり正の値を持つデータの積算値が閾値Ｂ未満であれば、図１４に示すステップＳ９に進む。
【００６３】
しかし、ステップＳ１１で“ＹＥＳ”であれば、つまり正の値を持つデータの積算値が閾値Ｂ以上であれば、ステップＳ１３で、切り出した角速度データのうち、負の値を持つデータのみを積算する。つまり、時間帯Ｔの角速度データが示す角速度の負方向の波形について、積分処理が実行される。図１４に示すように、次のステップＳ１５では、負の値を持つデータの積算値がほぼ０（０も含む）であるかどうかを判断する。ステップＳ１５で“ＹＥＳ”であれば、つまり負の値を持つデータの積算値がほぼ０であれば、そのままステップＳ２７に進む。一方、ステップＳ１５で“ＮＯ”であれば、つまり負の値を持つデータの積算値がほぼ０でなければ、右足のかかとを床から浮かせて平行移動するようにブレーキペダル２６への踏み替え動作を行っている可能性があると判断して、ステップＳ１７で、加速度データにハイパスフィルタをかける。つまり、コンピュータ１２は、一定値（この実施例では、１．５Ｈｚ）以下の成分を切り捨てることにより、加速度データに含まれるノイズ成分を除去する。
【００６４】
続くステップＳ１９では、ステップＳ１７でハイパスフィルタをかけた加速度データから時間帯Ｔにおける加速度データを切り出す。そして、ステップＳ２１で、切り出した加速度データを積分する。つまり、コンピュータ１２は、切り出した加速度データが示す加速度の時間変化を積分する。また、ペダルの踏み替え動作のみを判定するため、ピーク値が一定値（この実施例では、２００ｍＧ）以下の波形については無視するようにしてある。たとえば、図１１に示した加速度の時間変化に対応する加速度データをハイパスフィルタにかけた後に、積分処理を実行すると、図１５に示すように、加速度の積分値（速度）の時間変化の波形が得られる。
【００６５】
次のステップＳ２３で、ステップＳ２１で積分した加速度データをさらに積分する。つまり、コンピュータ１２は、加速度の積分値を積分する（２階積分）。したがって、たとえば、図１５に示した加速度の積分値の時間変化を積分すると、図１６に示すような加速度の２階積分の積分値の時間変化の波形が得られる。したがって、右足の移動方向と移動量（距離）とを知ることができる。
【００６６】
次のステップＳ２５では、加速度の２階積分の積分値が正であり、かつ当該積分値が閾値Ｃ（この実施例では、３×９．８ｍｍ）よりも大きいかどうかを判断する。つまり、コンピュータ１２は、運転者が右足をアクセルペダル２４からブレーキペダル２６に踏み替えたかどうかを判断する。
【００６７】
ステップＳ２５で“ＮＯ”であれば、つまり加速度の２階積分の積分値が０以下、または当該積分値が閾値Ｃ以下、あるいはその両方に該当する場合には、ステップＳ２９で、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６への踏み替え動作ではないと判定して、そのまま図１３に示したステップＳ１に戻る。
【００６８】
一方、ステップＳ２５で“ＹＥＳ”であれば、つまり加速度の２階積分の積分値が正であり、かつ当該積分値が閾値Ｃよりも大きければ、ステップＳ２７で、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６への踏み替え動作であると判定し、ステップＳ３１で、判定結果を記録して、ステップＳ１に戻る。この実施例では、コンピュータ１２は、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６への踏み替え動作を判定した時刻（現在時刻）をＲＴＣのような内部タイマ（図示せず）から取得し、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６への踏み替え動作であることの情報に対応付けてデータ記憶領域４４に記憶する。
【００６９】
なお、ブレーキへの踏み替え判定処理（後述する、アクセルへの踏み替え判定処理についても同じ）は、リアルタイム（図１３および図１４に示すフロー図では、ほぼリアルタイム）に行う必要はない。運転中に、足部センサ１６から送信された角速度データおよび加速度データを記憶しておき、後で図１３および図１４に示したブレーキへの踏み替え判定処理を実行することにより、アクセルペダル２４からブレーキペダル２６への踏み替え動作を判定することも可能である。かかる場合には、角速度データおよび加速度データを記憶するときに、それぞれ、タイムスタンプしておき、そのタイムスタンプから現在時刻を取得するようにすればよい。
【００７０】
また、この実施例では、ステップＳ２９およびステップＳ３１の処理を実行すると、ステップＳ１に戻るようにしてあるが、ユーザからの終了指示がある場合に、ブレーキへの踏み替え判定処理が終了される。ただし、記憶しておいたデータを用いて後でブレーキへの踏み替え判定処理を実行する場合には、判定するべきデータが無くなった時点で、ブレーキへの踏み替え判定処理が終了される。これらのことは、後述するアクセルへの踏み替え判定処理についても同じである。
【００７１】
次に、図１７および図１８に示すアクセルへの踏み替え判定処理について説明するが、ブレーキへの踏み替え判定処理と同様の処理（ステップ）については簡単に説明することにする。
【００７２】
図１７に示すように、コンピュータ１２は、アクセルへの踏み替え判定処理を開始すると、ステップＳ５１で、角速度データを検出する。続くステップＳ５３では、ステップＳ５１で検出した角速度データが示す角速度が一定の閾値Ｄ（たとえば、−１０ｄｅｇ／ｓ）以下であるかどうかを判断する。つまり、右足に右方向への動きがあるかどうかを判断するのである。たとえば、閾値Ｄは、閾値Ａを負の値にしたものである。
【００７３】
ステップＳ５３で“ＮＯ”であれば、つまり角速度が閾値Ｄより大きければ、そのままステップＳ５１に戻る。一方、ステップＳ５３で“ＹＥＳ”であれば、つまり角速度が閾値Ｄ以下であれば、ステップＳ５５で、角速度データに閾値Ｄ以下の値が継続的（この実施例では、０．５秒以上）に現われている時間帯Ｔを検知し、ステップＳ５７で、時間帯Ｔの角速度データを切り出す。
【００７４】
次のステップＳ５９では、切り出した角速度データのうち、負の値を持つデータのみを積算する。つまり、時間帯Ｔの角速度データが示す角速度の負方向の波形について、積分処理が実行される。続いて、ステップＳ６１では、負の値を持つデータの積算値の絶対値が閾値Ｂ（この実施例では、６ｄｅｇ）以上であるかどうかを判断する。ステップＳ６１で“ＮＯ”であれば、つまり負の値を持つデータの積算値の絶対値が閾値Ｂ未満であれば、図１８に示すステップＳ７９に進む。
【００７５】
しかし、ステップＳ６１で“ＹＥＳ”であれば、つまり負の値を持つデータの積算値の絶対値が閾値Ｂ以上であれば、ステップＳ６３で、切り出した角速度データのうち、正の値を持つデータのみを積算する。つまり、時間帯Ｔの角速度データが示す角速度の正方向の波形について、積分処理が実行される。図１８に示すように、次のステップＳ６５では、正の値を持つデータの積算値がほぼ０（０も含む）であるかどうかを判断する。ステップＳ６５で“ＹＥＳ”であれば、つまり正の値を持つデータの積算値がほぼ０であれば、そのままステップＳ７７に進む。一方、ステップＳ６５で“ＮＯ”であれば、つまり正の値を持つデータの積算値がほぼ０でなければ、右足のかかとを床から浮かせて平行移動するようにアクセルペダル２４への踏み替え動作を行っている可能性があると判断して、ステップＳ６７で、加速度データにハイパスフィルタをかける。
【００７６】
続くステップＳ６９では、ステップＳ６７でハイパスフィルタをかけた加速度データから時間帯Ｔにおける加速度データを切り出す。そして、ステップＳ７１で、切り出した加速度データを積分する。ただし、このとき、ペダルの踏み替え動作のみを判定するため、ピーク値が一定値（この実施例では、−２００ｍＧ）以上の波形については無視するようにしてある。したがって、ステップＳ７１の処理によって、たとえば、図１５に示した加速度の時間変化の波形図を上下反転させた波形図が得られる。
【００７７】
次のステップＳ７３で、ステップＳ７１で積分した加速度データをさらに積分する。したがって、たとえば、図１６に示した波形図を上下反転させた波形図が得られる。
【００７８】
次のステップＳ７５では、加速度の２階積分の積分値が負であり、かつ当該積分値の絶対値が閾値Ｃ（この実施例では、３×９．８ｍｍ）よりも大きいかどうかを判断する。つまり、コンピュータ１２は、運転者が右足をブレーキペダル２６からアクセルペダル２４に踏み替えたかどうかを判断する。
【００７９】
ステップＳ７５で“ＮＯ”であれば、つまり加速度の２階積分の積分値が０以上、または当該積分値が閾値Ｃ以下、あるいはその両方に該当する場合には、ステップＳ７９で、ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４への踏み替え動作ではないと判定して、そのまま図１７に示したステップＳ５１に戻る。
【００８０】
一方、ステップＳ７５で“ＹＥＳ”であれば、つまり加速度の２階積分の積分値が負であり、かつ当該積分値の絶対値が閾値Ｃよりも大きければ、ステップＳ７７で、ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４への踏み替え動作であると判定し、ステップＳ８１で、判定結果を記録して、ステップＳ５１に戻る。この実施例では、コンピュータ１２は、ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４への踏み替え動作を判定した時刻（現在時刻）を、ブレーキペダル２６からアクセルペダル２４への踏み替え動作であることの情報に対応付けてデータ記憶領域４４に記憶する。
【００８１】
したがって、上述したブレーキへの踏み替え判定処理における判定結果と、アクセルへの踏み替え判定処理における判定結果とについの判定結果データ４４ｄがデータ記憶領域４４に記憶されるのである。
【００８２】
この実施例によれば、右足先に装着された足部センサから出力される角速度データおよび加速度データを使い分けて運転者のペダル踏み替え動作を判定するので、正確にペダル踏み替え動作を判定することができる。
【００８３】
なお、この実施例では、動作計測装置を用いて自動車の運転動作のうち、右足の動作を計測および判定するようにしたが、これに限定される必要はない。たとえば、実施例で使用した足部センサと同じセンサを手のひら、手首、または腕（二の腕）に装着して、手先や腕の動作（回転動作や平行移動）を計測することも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  …動作計測装置
１２  …コンピュータ
１４  …頭部センサ
１４ａ，１６ａ  …角速度センサ
１４ｂ，１６ｂ  …無線通信モジュール
１６  …足部センサ
１６ｃ  …加速度センサ
２４  …アクセルペダル
２６  …ブレーキペダル
【図１】
2010190929.tif 000003
【図２】
2010190929.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2010190929.tif 000016
【図１５】
2010190929.tif 000017
【図１６】
2010190929.tif 000018
【図１７】
2010190929.tif 000019
【図１８】
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